30.11.11

FORJADO DE CHAPA COLABORANTE

Introducción:
Cuando en las modernas edificaciones industriales, así como en las de vivienda, son esenciales la economía en ahorro de tiempo en la ejecución y el ahorro en optimización de masas y estructuras, es entonces donde la tecnología aplicada de los forjados compuestos, también denominados colaborantes, juega un papel esencial por sus posibilidades de racionalización, planificación de trabajo y su ejecución, así como por otras prestaciones imprescindibles en la moderna arquitectura, cuales son la utilización de falsos techos, conducciones de servicios ofimáticos, etcétera.
En definitiva los forjados compuestos representan un avance tecnológico en la construcción, tanto por sus prestaciones funcionales como económicas.
Forjado compuesto colaborante
El fundamento de los forjados compuestos radica en la tecnología que potencia la adherencia entre acero y hormigón, aportando unas notables mejoras por la sinergia entre ambos, de ahí la también denominación de colaborantes, referida a los elementos acero y hormigón.
Para ello el perfil de chapa conformada de acero galvanizado, lleva incorporadas en su diseño unas identaciones tanto en sus partes planas como en sus flancos inclinados, que permiten potenciar la adhesión entre acero y hormigón.
Funciones y ventajas del forjado compuesto colaborante
Una vez instalado y fijado adecuadamente cumple las siguientes funciones:
- Sustituye al encofrado perdido tradicional de madera como soporte al vertido de hormigón.
- Actúa como plataforma de trabajo durante la construcción ejerciendo a la vez una función de protección y seguridad contra la caída de objetos.
- Sirve como encofrado para la losa y estabiliza el marco si se trata de una estructura metálica, eliminando la necesidad de arriostramientos horizontales.
- Soporta las cargas durante el hormigonado. Normalmente están calculados para ser utilizados sin soportes intermedios. No obstante, el calculista debe tener en cuenta las indicaciones de las tablas de uso y colocar los soportes intermedios (puntuales) si son necesarios.
- Ejerce una acción de colaboración con el hormigón al unirse íntimamente a él a través de las indentaciones, reemplazando total o parcialmente las armaduras de tracción (varillas de hierro inferiores) funcionando como tales para los momentos flectores positivos en el trabajo a flexión de la losa. El calculista deberá tener en cuenta en sus cálculos si es necesaria una armadura de tracción adicional en la obra.
- Permite la libre circulación en los pisos al no necesitar los apuntalamientos necesarios en un encofrado convencional.
- La utilización conjunta con conectores permite reducir el canto de las vigas metálicas, al formar una viga mixta, proporcionando importantes reducciones en el peso de la perfilaría metálica soporte de la losa.
- Las nervaduras longitudinales permiten la ubicación en su interior de instalaciones y canalizaciones del edificio.
- Rapidez y economía de ejecución.
- Disminución del canto útil de forjado, con la consiguiente reducción de los pesos muertos, que la estructura metálica tiene que soportar, y por tanto, un menor costo de ésta.
Características:
Definido por la altura del perfil incluyendo las colas de milano, está especialmente aconsejado para edificios de estructura metálica, donde la dimensión y espacio son de cierta significación tales como:
• Edificios industriales.
• Edificios de oficinas.
• Hospitales.
• Centros de ocio y educacionales.
• Centros comerciales, etcétera.
Las características técnicas del MT-76 han sido elaboradas con la colaboración de David García Carrera, arquitecto, vicepresidente ejecutivo de ACE (Asociación de Consultores de Estructura), director del departamento de física y estructuras de la UIC (Universidad Internacional de Cataluña), precedidos por numerosos ensayo llevados a cabo por LGAI Tecnological Center (Laboratorio General de Ensayos e Investigaciones de la Generalitat de Cataluña).
Los valores de las tablas de resultados para el manual de uso del forjado MT-76, se han elaborado partiendo del manual de uso del Instituto de Tecnología de la Construcción de Cataluña y de acuerdo con las especificaciones establecidas por el Eurocódigo 4, parte 1-1, para proyectos de estructuras mixtas de
hormigón y acero.



Hormigón:
• Resistencia característica a compresión: 300 daN/cm2 (30 N/mm2).
• Coeficiente parcial de seguridad para Estados Límites Últimos: 1,50.
• Densidad: del hormigón normal es de 2.400 kg/m3 y del hormigón ligero es de 1.800 kg/m3.
• Fisuración: para los cálculos de deformaciones se considera que la inercia del forjado es un promedio entre la inercia de la losa con hormigón no fisurado y con hormigón fisurado, considerando así mismo la sección equivalente homogeneizada y teniendo en cuenta el coeficiente de fluencia.
• Límite elástico del acero de las armaduras: 500 N/mm2. Coeficiente parcial de seguridad para Estados Límites Últimos para el acero de las armaduras: 1.15

Datos necesarios para el cálculo del forjado:
Los datos que hay que requerir al proyectista son:
• Distancia entre apoyos y número de vanos.
• Cargas de Servicio (= cargas permanentes + sobrecargas de uso).
• Espesor de la losa.
• Flecha máxima admisible.
• Resistencia característica a compresión del hormigón “fck”.
• Densidad del hormigón (ligero o normal).
Hipótesis de cálculo:
Los resultados que figuran en las Tablas de Cargas de servicio para el Perfil MT-76 han sido obtenidos a partir de las hipótesis de cálculo siguientes:
• Las cargas que actúan sobre el forjado son distribuidas y predominantemente estáticas de acuerdo a lo definido en el EC4.
• Las luces del forjado se sitúan en la dirección de los nervios de la chapa.
• Se usa el análisis elástico para modelizar el comportamiento de los perfiles durante la fase de ejecución.
• Se usa el análisis elástico para las losas en la fase de servicio, si bien para la comprobación tensional a flexión se considera la teoría plástica.
• Se considera el caso del forjado simplemente apoyado sobre 2 soportes y el apoyo continuo sobre 3 soportes y sobre más de 3 soportes.
• Los resultados de este catálogo hacen referencia a su uso como forjado colaborante, pero no a su uso como viga mixta.
• Las hipótesis de cálculo concernientes al hormigón quedan especificadas en la sección “Hormigón”, y las correspondientes al perfil MT-76 en la tabla “Características mecánicas del perfil MT-76”.
• Límite elástico del acero del perfil MT-76: 320 N/mm2. Coeficiente parcial de seguridad para Estados Límites Últimos para el acero del perfil MT-76: 1.10.
• El modelo de cálculo empleado considera los siguientes estados límites: En fase de ejecución considera la flexión como estado límite último, y la deformación como estado límite de servicio. En fase de servicio considera la flexión, esfuerzos rasantes y esfuerzos cortantes verticales como estados límites últimos, y la deformación como estado límite de servicio.
• Criterio de flecha en la fase de ejecución (chapa de acero nervada actuando como encofrado): f no mayor a L/250 ó 20 mm, donde L es la luz libre entre apoyos. En el cálculo de estas deformaciones se considera el peso de la chapa y del hormigón fresco, pero no se consideran las cargas de ejecución, puesto que son temporales.
• Criterio de flecha en servicio: f no mayor a L/250 en cualquier caso contemplado en las tablas.
• Coeficientes de mayoración de las cargas empleados en el cálculo:
• Coeficientes de mayoración de pesos propios: 1.35
• Coeficientes de mayoración de cargas permanentes: 1.35
• Coeficientes de mayoración de sobrecargas de uso: 1.50
• Los resultados de las “Tablas de Cargas de Servicio para el Perfil MT-76” han sido calculados de acuerdo con las especificaciones del EC4 Parte 1-1 para el perfil MT-76 trabajando como encofrado en la fase de construcción del forjado, y como losa mixta en la fase de servicio del mismo. Estas tablas hacen referencia a una situación genérica del forjado definida en los puntos anteriores. El calculista autor del proyecto es el responsable de realizar el cálculo del forjado de acuerdo con las particularidades relativas a las cargas actuantes, los materiales empleados y otras, propias de cada proyecto. Los “Valores de carga” que figuran en la tablas son los valores máximos admisibles de servicio, donde las cargas son la suma de las cargas permanentes y de las sobrecargas de uso que pueden actuar sobre el forjado. El peso propio del forjado en cada caso ya ha sido tenido en cuenta en los cálculos.

Necesidad de apuntalamiento:
Se entiende por apuntalamiento, la colocación de puntales, es decir, apoyos colocados provisionalmente para reducir temporalmente la distancia entre apoyos de los perfiles durante la fase de vertido y curado del hormigón.
Una vez fijadas las chapas, y en los casos que sean necesarios, se colocarán los puntales a mitad de la luz de cada tramo, en el caso de 1 puntal, y a 1/3 y 2/3 de la luz de cada tramo, en el caso de 2 puntales.
La colocación de los puntales deberá ser de acuerdo con la figura adjunta.
Armadura adicional: Es la armadura que se coloca en los nervios de la losa mixta para contribuir a soportar los esfuerzos de flexión cuando la acción del perfil MT-76 no es suficiente.
En función de las necesidades de cada caso, se colocarán los redondos de acero que sean necesarios, en lo zona de los nervios del forjado. Cabe señalar que las tablas de cargas de servicio para el perfil MT-76 están calculadas considerando que el forjado no dispone de armadura adicional.
Armadura de negativos: Si las losas están diseñadas como contínuas (tramo múltiple), se producen en los
apoyos intermedios unos momentos flectores negativos que obligan a colocar esta armadura, la cual debe cubrir como mínimo el 30% de la longitud de cada uno de los vanos adyacentes, tal y como se muestra en el croquis.
La separación entre barras ha de ser de 150 mm. y situarse a una profundidad de 25 mm. respecto a la cara superior de la losa. Los resultados de la sección requerida de armadura son los indicados en la siguiente tabla.

Armadura antifisuración: Este tipo de armadura tiene como misión la distribución de pequeñas cargas puntuales y de control de la fisuración de la losa debida a la retracción. Se coloca sobre la totalidad de la parte superior de la losa y a una profundidad de 20 mm. respecto a su cara superior. La sección mínima de esta armadura es, de acuerdo con el punto 7.6.2 del EC4 1-1:
• Igual o mayor al 0,2% del área de la sección de hormigón por encima de la chapa de acero para construcciones sin apuntalamiento.

• Igual o mayor al 0,4% del área de la sección de hormigón por encima de la chapa de acero para construcciones con apuntalamiento.
Utilización de conectores y armaduras:
Cuando el forjado se pretende que trabaje en la zona de apoyo como una viga mixta, es decir, que la sección de hormigón está colaborando con la viga metálica, es necesario colocar soldados o atornillados unos conectores que hacen que ésta trabaje como viga mixta.
La decisión de esta solución depende del proyectista y de sus consideraciones de cálculo. Los resultados de este catálogo hacen referencia al empleo del perfil MT-76 sin la utilización de conectores.
Las armaduras, cuando sean necesarias, estarán formadas por barras de acero corrugadas de alta adherencia de distintas secciones y de límite elástico 500 N/mm2. En función del tipo de refuerzo que se requiera, se colocará alguna de las armaduras que se indican a continuación, que cumplen en cada caso funciones distintas.
Vertido del hormigón:
El hormigonado de las losas sobre las chapas grecadas que hacen de encofrado se realizará mediante los métodos tradicionales: bombas y tuberías o cubilote.
La fase de vertido del hormigón sobre forjados de chapa colaborante es especialmente importante para conseguir las propiedades finales del forjado especificadas en proyecto. Por ello es importante aplicar el máximo cuidado en esta fase, para evitar problemas como la deformación excesiva del forjado, segregación del árido o las pérdidas de lechada.
El hormigón se verterá en la medida de los posible sobre las vigas de apoyo del forjado y desde la mínima altura posible. Esta altura no será superior en ningún caso a 30 cm. Para ello es necesario que la tubería de salida del hormigón disponga de un asa que permita su fácil manejo a la citada altura
Están prohibidas las acumulaciones de hormigón.
Se ha de distribuir el hormigón longitudinalmente a los nervios del perfil y/o desde las vigas hacia los vanos.
Se evitará que más de 3 operarios coincidan en la misma zona de la plancha. La circulación de carretillas se realizará sobre tablones de 30 mm. de grueso colocados sobre la malla.
No es necesario vibrar el hormigón. Debe ponerse especial atención en lograr una compactación satisfactoria alrededor de los conectadores, sobre el relieve de la chapa y alrededor de las armaduras.
En el caso de aparecer manchas en la parte inferior del perfil, debidas a pérdidas de lechada, se aconseja limpiarlo con un simple chorro de agua durante el hormigonado, antes de que seque.
Apertura de huecos en los forjados:
A veces es necesario prever huecos de paso de instalaciones, bajantes, etc. en los forjados. Cuando esto
sucede deben replantearse previamente al hormigonado utilizando bloques de poliestireno expandido o cualquier otro medio como encofrado.
Si los huecos son superiores a una onda será necesario reforzar la chapa y la losa. No se debe perforar la losa, una vez fraguada, con equipos de percusión, ya que las vibraciones pueden dañar la colaboración entre la chapa y el hormigón reduciendo el esfuerzo rasante resistente.

Tipos de remates:
Existen tres tipos de remates de forjados
con perfil MT-76:
• Remate de borde de forjado (R1).
• Remate de atirantado (R2).
• Remate de cambio de dirección de forjado (R3).
Estos remates son perfiles metálicos que deben ser de acero galvanizado.
Resistencia al fuego de un forjado colaborante:
Sin necesidad de realizar ninguna comprobación, y según la clasificación europea de resistencia al fuego, la capacidad portante en situación de incendio (R) de un forjado colaborante que haya sido calculado de acuerdo al EC4 Parte 1-1 es de 30 minutos.
Si el proyectista requiriese una resistencia al fuego mayor existen diferentes soluciones:
• Proyección sobre la cara inferior del forjado de un material de protección al fuego.
• La incorporación de armaduras adicionales al forjado (o el incremento de la sección de las ya existentes), permite mejorar la estabilidad al fuego del forjado (EF).
• Instalación de un falso techo inferior con características específicas de protección al fuego (con especial atención a que las juntas entre elementos sean estancas).


Fijación de los forjados a las vigas metálicas
Las uniones de los forjados con la estructura deben realizarse con clavos, tornillos o soldadura.
La fijación por disparo debe ser con Ø 4,5 mm.
La fijación con tornillo autorroscante se hará con Ø 6,3 mm ó 5,5 mm en función del espesor del ala del perfil y según los croquis que figuran más abajo, aunque no se recomienda su uso puesto que el espesor de la chapa no permite albergar el paso de rosca suficiente como para que el tornillo trabaje adecuadamente.
No obstante, es el proyectista responsable del proyecto del forjado quien debe decidir.
La soldadura se realizará con botones de ø 20 mm en cada valle. La soldadura deberá repicarse y protegerse con pintura antióxido.
En tramo simple debe fijarse en cada valle.
En tramo contínuo en los apoyos intermedios puede colocarse la fijación de un valle si y uno no.
Se recomienda un cosido de solape lateral con una separación aproximada de 100 cm. en tramo contínuo y de 50 cm en tramo simple.
Los perfiles deben fijarse uno a uno a medida que se van colocando. No obstante es conveniente, al terminar la jornada, comprobar que no haya quedado ninguna chapa sin fijar, y asegurar las chapas que no hayan sido aún colocadas para evitar su eventual caída. Durante esta fase de colocación de las chapas no se realizarán trabajos en la planta superior ni inferior.
Fijación de los forjados sobre otros tipos de estructuras
(de hormigón, de fábrica o de madera): Generalmente, y en particular si se prevén fuerzas de arranque considerables, se usan placas metálicas embebidas en el soporte y sobre las cuales se fijan las chapas del forjado mediante disparo o soldadura.
En caso que no se usaran dichas placas, las distancias de los puntos de fijación a los bordes del soporte deben ser suficientes para evitar el desprendimiento o rotura del mismo, teniendo en cuenta las características particulares de fragilidad del material soporte.

Estocaje:
Con el fin de evitar la acción del viento, la humedad, la condensación y la lluvia, se recomienda estocar el material de acero galvanizado en zonas cubiertas y en una atmósfera lo más seca posible.
En caso de estocaje a la intemperie, los paquetes se deberán aislar del suelo mediante tacos de altura diferente, con el fin de obtener una pendiente que favorezca la evacuación del agua.

28.11.11

INSPECCIÓN TECNICA DE EDIFICIOS

El gobierno aprobó el pasado mes de julio un decreto ley que establece, entre otras cosas, la obligatoriedad de realizar una inspección técnica a todos los edificios con una antigüedad igal o superior a 50 años y ubicados en poblaciones de más de 25.000 habitantes. Para cuando la medida entre en vigor, en 2012, más de 260 ayuntamientos tendrán que publicar ordenanzas al efecto, ya que en la actualidad tan sólo 36 tienen regulada la Inspección Técnica de Edificios (ITE), tal como se desprende de un informe elaborado por el Consejo General de Arquitectura Técnica de España (CGATE).
La ITE (ITC en Castilla León) es una inspección periódica y obligatoria para los propietarios de las edificaciones que depende de la antigüedad y, en ocasiones, de la catalogación del edificio, y que impulsa que estos estén bien mantenidos y que no existen riesgos de inseguridad para sus habitantes y el resto de ciudadanos. Su objetivo es el de mejorar la conservación del parque edificado de las ciudades, evitando la degradación de los mismos e insistiendo en la obogatoriedad del deber de conservar. Su finalidad, por tanto, es acreditar el estado de seguridad constructiva de los edificios.
El real Decreto-Ley 8/2011, publicado en el BOE del 7 de julio, aborda temas relacionados con la conservación, mejora y regeneración urbana incluidas en el concepto de rehabilitación. Junto a ello, en el marco de las políticas dirigidas a la consecución de un medio urbano más sostenible, se establece como obligatoria la inspección técnica de edificios de uso residencial, con más de 50 años y stuados en municipios de más de 25.000 habitantes, salvo que las comunidades autónomas establezcan una antigúedad o estándares poblacionales distintos, así como en aquellos situados en las áreas específicas definidas por las administraciones.
La ITE, según el Real Decreto-Ley, debe cumplir, como mínimo, los siguientes requisitos: evaluar la adecuación de estos inmuebles a las condiciones legalmente exigibles de seguridad, salubridad, accesibilidad y ornato y determinar las obras y trabajos de conservación que se requieran para mantener los inmuebles en el estado legalmente exigible, y el tiempo señalado a tal efecto. Los Aparejadores, Arquitectoe técnicos e Ingenieros de Edificación son técnicos competentes para realizar las ITEs, entre otros profesionales.
Aunue requisitos como revisar la accesibilidad son una novedad, en líneas generales, se puede considerar que lo establecido en el Real Decreto-Ley es uns ITE de mínimos que puede ser mejorada en su adaptación a cada normativa municial y autonómica. Para ello, es útil fijarse en las normas actualmente en vigor en diferentes poblaciones.
Comunidades con referencia en su normativa a la ITE
Galicia
Asturias
Castilla León
País vasco
La rioja
Aragón
Cataluña
Extremadura
Madrid
Castilla La Mancha
Comunidad valenciana
Andalucia
Islas canarias

22.11.11

PATOLOGÍAS EN CIMENTACIONES. ANÁLISIS DE GRIETAS (II)

INTRODUCCIÓN
Las grietas vienen a ser los síntomas de un daño más profundo en la edificación. Nuestro objetivo ha de ser la localización de la causa primera del daño, así podremos repararlo y si fuera posible incluso prevenir que pueda reproducirse.
Hemos visto ya cómo acometer un análisis completo del estado actual y la evolución de las grietas. Esta toma de datos, plasmada en fotos, gráficos y planos, constituye la herramienta fundamental para hacer una interpretación de las grietas.
Es decir, con el análisis morfológico de las grietas podremos comprender los movimientos que ha sufrido la estructura y así llegar a un diagnóstico sobre el origen del problema.
INTERPRETACIÓN DE LAS GRIETAS
A.- Análisis morfológico
La morfología de los agrietamientos es complicada y su interpretación suele ser difícil, debido a que pueden ser varias las causas que motivan el agrietamiento.
Los sistemas estructurales y los elementos de una construcción, se diseñan considerando una deformabilidad admisible. Es decir un cierto grado de adaptación a movimientos o distorsiones, sin superar el límite de resistencia de los materiales que lo componen. Si la suma de esfuerzos es tal que agota la resistencia de los materiales, éstos se fisuran o agrietan.
Dicho de otro modo, los elementos menos deformables (más rígidos) y los menos resistentes serán los primeros en manifestar patologías debidas a movimientos diferenciales. Por esto los tabiques suelen ser lo primero en agrietarse, ya que el elemento constructivo (el tabique) tiene una gran rigidez en su plano y absorbe todas las tensiones. El tabique es poco deformable y además la fábrica que lo forma tiene poca resistencia.
Cuando en las estructuras de hormigón armado aparecen las grietas, los daños en cerramientos y tabiques son importantes. Puesto que por su propio diseño, las estructuras reticulares son mucho más flexibles, y los materiales que las forman mucho más resistentes: acero y hormigón.
De todo, las zonas más susceptibles de presentar agrietamientos son las de apertura de huecos (dinteles de puertas, ventanas,...) o bien las zonas de contacto entre tabiques, o uniones de tabiques y pilares.
En un sentido general, los asientos en edificios de gran esbeltez suelen producir movimientos monolíticos, con pocos asientos diferenciales o puntuales. Mientras que las grietas por asientos diferenciales son más probables en edificios de poca esbeltez, que frecuentemente presentan daños en su tabiquería.
Los agrietamientos debidos a fallos de la cimentación son el resultado de la interacción terreno-estructura. Un asiento diferencial entre partes de la cimentación producirá esfuerzos superiores a los previstos en la estructura, normalmente son esfuerzos de tracción y tangenciales.
Estos agrietamientos suelen presentar un patrón característico. Así, si una misma familia de grietas se repite en plantas sucesivas, lo normal es que tengan su origen en un movimiento de la cimentación como puede ser el asiento puntual de una zapata o localizado de una parte de la cimentación.
B.- Grietas por movimientos del terreno
· Los movimientos por expansividad tienen un efecto diferente según se produzca el mayor hinchamiento en el centro o hacia los extremos del edificio.
Los hinchamientos perimetrales, o levantamiento de las esquinas conllevan mayores asientos en el centro del edificio. Es lo que se conoce como arrufo. Se producen grietas en los forjados, más acusadas en las plantas bajas (Fig. 8).
Fig. 2. Fenómeno de quebranto y grietas consecuentes.
(Tomadas de las publicaciones de Ángel Uriel Ortiz (2) y Francisco Serrano Alcudia (1))

· El efecto voladizo se da en la esquina de un edificio cuando se produce un asiento diferencial excesivo. Es un mecanismo característico de colapsos del terreno, aunque sin llegar a tanto, también se da cuando en ese punto, el terreno de apoyo es más deformable que en el resto o bien ha cedido por fenómenos de desecación u otros.
Se produce una grieta inclinada. Lo normal es que la fábrica se agriete en el sentido de su mayor resistencia, esto es en el sentido de la isostática de compresión. Por tanto, una grieta de asiento diferencial será inclinada apuntando hacia la zona de terreno menos deformable. En los casos más dramáticos, de colapso del terreno, se produce el descenso de la esquina. Y si se produce una combinación de esfuerzos de torsión, la esquina puede desplazarse hacia fuera.
Fig. 3. Redistribución de esfuerzos por asiento excesivo en la esquina de la edificación, provocando grietas inclinadas en forma de arcos.

Fig. 4. Grieta debida al asiento excesivo en la esquina de una edificación (vista int.)

C.- Grietas por esfuerzos de tracción inducidos
En el caso de los forjados sometidos a tracción, su comportamiento depende de su configuración. Los forjados reticulares o bidireccionales presentarían grietas perpendiculares a la dirección de máxima tracción.
Mientras que los forjados unidireccionales son anisótropos. Si las máximas tracciones son perpendiculares a la dirección del forjado, las grietas serán paralelas a las viguetas. Si la tracción mayor es oblicua, además de grietas paralelas a las viguetas, se producirán grietas perpendiculares a las tracciones que pueden afectar a las viguetas fisurándolas.
El mayor riesgo estructural ocurre cuando las tracciones son en la misma dirección del forjado, porque las grietas serán perpendiculares a ellas y por ende a las viguetas pudiendo llegar a quebrarlas.
Las grietas normalmente se producen por roturas a tracción de la fabrica. Se localizan en los puntos de máxima tracción y son oblicuas y perpendiculares a los esfuerzos principales de tracción. Es frecuente ver grietas inclinadas en los dinteles de puertas o ventanas en tabiques, debido a que en sus esquinas se concentran las máximas tracciones.
Fig. 5. Tensiones de tracción en un tabique debidas a asiento diferencial y Fig. 6. Concentración de tensiones en las esquinas de los huecos.

D.- Grietas por tensiones tangenciales inducidas
Debido a movimientos de asiento y distorsiones se pueden generar familias de grietas oblicuas o también grietas verticales debido al agotamiento de la resistencia a tensión tangencial.
Un movimiento diferencial de un pilar respecto al conjunto, inducirá una tensión tangencial entre el pilar y el elemento contiguo (normalmente un tabique). Esto es consecuencia del equilibrio de fuerzas ya que en el punto opuesto se produce exactamente lo contrario, ya que el otro pilar no asienta o no se mueve igual. El tabique se ve así sometido a esfuerzos tangenciales.
Si las tensiones en su plano superan la resistencia de la fábrica, se producirán grietas a 45 grados. Y en ocasiones se producen fracturas verticales y horizontales, debido a que las juntas de mortero entre ladrillos son menos resistentes que la propia fábrica, y la grieta siempre se produce en la zona más débil.
Menos frecuente es el fallo por deslizamiento relativo entre elementos, esto es el agotamiento de la resistencia tangencial del elemento en el perímetro. Ocurre en juntas verticales entre elementos con diferente resistencia tangencial (fachada-tabique, pilar-tabique, tabique-tabique). En estos casos, se produce una grieta vertical o familia de grietas oblicuas en el elemento más débil, y localizado junto a la zona de máximo esfuerzo (el encuentro). En un tabique puede darse en la parte superior produciendo una familia de grietas oblicuas.
Fig. 7.Tensiones tangenciales entre viga y tabique.

Fig. 8. Daños por tensiones tangenciales de los tabiques con vigas y pilar.

Fig. 9.Tensiones tangenciales entre pilar y tabique

a) Despegue debido al momento, formándose grietas con abertura decreciente
b) Deslizamiento
ESTUDIO DE LAS CAUSAS
Posteriormente a la etapa de toma de datos y estudio de la cinemática de las grietas, podremos estudiar las causas que han podido originar las grietas, estableciendo la causa o la confluencia de causas que han provocado la patología.
Por hacer una clasificación de posibles causas por separado, podríamos hablar de causas derivadas de la interrelación entre la cimentación y la estructura, o bien por causas estructurales o constructivas.
◦Las principales causas que pueden provocar la aparición de agrietamientos son debido a la interrelación entre la cimentación y estructura, debido a los movimientos diferenciales que pueden estar provocados por apoyos de la cimentación sobre materiales con distintas características geotécnicas, provocando distorsiones entre los elementos más sensibles a deformaciones.
◦También los agrietamientos pueden ser debidas a causas estructurales, en donde podrían estar relacionadas con voladizos, forjados, vigas, deformabilidades, sobrecargas, etc.
◦Otras causas podrían estar relacionadas con aspectos constructivos o arquitectónicos, por la incompatibilidad de materiales, por variaciones térmicas, por deficiencias en los materiales constructivos, etc.
CONSIDERACIONES FINALES
Una vez recopilada toda la información relacionada con los aspectos constructivos del edificio, deberemos de abstraernos para no preconcebir las causas de la patología.
Determinadas las causas, se podrá concluir cuál sea el mejor método de reparación del daño y en la medida de lo posible eliminar la causa. Esto es fundamental puesto que sin eliminar la causa, persistirá el daño, por mucho que reparemos los síntomas visibles.
La reparación puede hacerse por una amplia variedad de métodos que dependerán tanto de la causa como de la profundidad del daño y por tanto el alcance de la reparación. Caben por tanto gran variedad de reparaciones, como recalces (pilotes, micropilotes...), mejoras de terreno (inyecciones, jet-grouting....), recrecidos de elementos de cimentación, supresión de cargas, refuerzos estructurales (zunchados, resinas epoxi, ...), tratamientos superficiales de fisuras y grietas (mallas, rellenos, enlucidos...), etc.
La única prevención posible para patologías con origen en la cimentación es realizar el proyecto sobre la base de un estudio geotécnico adecuado, un proyecto acorde a éste y un buen control de ejecución. Con ello estaremos reduciendo la probabilidad de fallo.
Aún así, la posibilidad de fallo de la cimentación sigue existiendo. No sólo porque partimos de un muestreo del que extrapolamos conclusiones, sino porque además los elementos de cimentación son sensibles a variaciones físicas o climáticas, y a variaciones exógenas (intervenciones posteriores en el terreno colindante).

15.11.11

PATOLOGÍAS EN CIMENTACIONES. ANÁLISIS DE GRIETAS 1ª Parte.

1.- INTRODUCCIÓN
Las grietas constituyen la manifestación de algún defecto en las edificaciones, en donde estas grietas pueden deberse a multitud de causas y factores. Con el análisis morfológico de las grietas podremos comprender los movimientos que ha sufrido la estructura y así llegar a un diagnóstico sobre el origen del problema.
Sólo a partir de ahí, puede plantearse una terapéutica adecuada y en su caso, las medidas de prevención adecuadas para evitar que el daño se repita.
Un análisis completo debe abarcar tanto la disposición actual como las evoluciones que se han ido produciendo en el tiempo.
2.- TOMA DE DATOS. Análisis del estado actual
En las primeras fases de estudio se deberá de recabar toda la información posible acerca del inmueble que sufra la patología. Información en cuanto al terreno sobre el cual se asienta el edificio y las características geotécnicas del terreno, planos del proyecto (tanto básico como de ejecución), antiguos usos del terreno en el cual se localiza el edificio, etc.
Se hace una inspección ocular de las grietas, debiendo describir tantas grietas como se encuentren. Finalmente, debemos disponer de fotos de los daños para su consulta y análisis en gabinete.
Se ha de realizar una descripción lo más detallada posible, en la que se determine tanto los elementos afectados como sus características en el momento de la toma de datos. Es un paso muy importante el caracterizar en el tiempo las grietas para, sobre el registro de su evolución, poder evaluar y comprender su cinemática.
Las características a destacar de las grietas debe hacerse con el mayor grado de exactitud posible, definiendo su apertura y si la apertura es uniforme, si se trata de una grieta lisa u ondulada, continua o discontinua, si existen indicios de movimiento a ambos lados de la grieta, ... Debe indicarse el sentido de movimiento relativo de las dos caras de la grieta, mediante flechas, etc.
Es necesario que se representen las grietas con todas sus características para tener una visión de conjunto y poder analizar las posibles causas. La representación de estas grietas se suele hacer en planos de planta y/o secciones verticales. En los planos deben estar definidos los huecos de ventanas y puertas pues constituyen zonas de debilidad y de acumulación de tensiones.
Al objeto de poder definir la magnitud de cualquier anomalía se suele instrumentar los elementos fundamentales de las estructuras afectadas y del terreno colindante para medir los movimientos verticales, horizontales, giros, ... etc
Hay métodos más o menos sofisticados para llevar un control de la evolución de la patología. Todos ellos pasan por medir la amplitud de las grietas y controlar el avance de otras deformaciones que paralelamente sufra la construcción: abombamientos, inclinaciones, desplome, etc
Para el estudio y control de la evolución de las grietas, el método más sencillo y eficaz es la instalación de testigos de yeso o cristal en los puntos más significativos de las grietas más representativas, anotando la fecha de la colocación.
Para decidir el sistema a emplear, habrá que tener en cuenta la rigidez del material testigo respecto a la intensidad y velocidad de avance de la grieta. Los testigos de cristal son más sensibles a los movimientos que los testigos de yeso, con lo cual su aplicación permitirá detectar movimientos de menor escala.
Los testigos de yeso permiten observar la evolución de fisuras y grietas y determinar la velocidad de la deformación. Si su progresión es muy lenta esto puede llevar años, incluso se pueden colocar estos testigos sobre fisuras de forma preventiva, mediante su comprobación periódica determinaremos si su evolución hacia la consideración de grieta es más o menos rápida, lenta o nula. Con ello concluiremos el riesgo que supone para la seguridad estructural del conjunto.

Cuando se trata de grietas ya definidas, y sobre todo de progresión más rápida, se utilizan aparatos de medición más precisos como el de la figura 3.
Para medir la velocidad de apertura de grietas se usan micrómetros o defórmetros. Son aparatos de precisión hasta décimas de milímetro, se basan en mediciones de la variación de longitud de los lados de un triángulo equilátero. El defórmetro proporciona datos de apertura de la grieta y también del movimiento relativo en su misma dirección.
Los datos obtenidos sobre las grietas han de contrastarse con las mediciones de giros, inclinaciones y desplomes.
Hay aparatos específicos para estas mediciones: dianas, plomadas ópticas, mira Invar, niveles fotográficos de precisión, inclinómetros... que se han ido perfeccionando y sofisticando con las nuevas tecnologías.

3.- CINEMÁTICA. Análisis de la evolución
Con todas estas medidas se lleva un registro y se elaboran escalas de referencia y gráficos de evolución.
Herramientas fundamentales para hacer una diagnosis y evaluar la intensidad del daño, y prever su posible evolución.
A partir de aquí determinaremos la urgencia de la reparación y el mejor modo de acometerla. Incluso, si esto fuera posible, eliminar la causa origen.

5.- CONSIDERACIONES FINALES
Posteriormente a la etapa de toma de datos y estudio de la cinemática de las grietas, podremos estudiar su morfología y deducir su origen. Con esto podremos tener una idea muy precisa de cuáles son las causas primeras de la patología y a partir de ahí plantear una terapia adecuada.

9.11.11

SUELO RADIANTE/REFRESCANTE

Esquemas de instalación
Instalación típica de un sistema de suelo radiante/refrescante, con incorporación de radiadores y/o toalleros de baja temperatura para baños.
Instalación básica
· El sistema de control garantiza la temperatura adecuada del suelo, impidiendo las condensaciones en las épocas de verano.
· Se recomienda la utilización de tubería Hep2O de 20 mm. y una separación máxima de 150 mm.
· El sistema puede disponer de termostatos inalámbricos en cada zona, de esta forma se puede regular independientemente cada una de las zonas.
· En casos de instalaciones en zonas de alta humedad exterior, como pueden ser poblaciones próximas a la costa, puede requerirse la incorporación de un pequeño fancoil, de funcionamiento puntual, este fancoil puede ser del tipo mural techo-suelo, conducto, etc., de esta forma aseguramos la refrigeración sea cuales fueren las condiciones exteriores.
· Un calentador a gas o acumulador eléctrico, asegura la producción de agua caliente sanitaria de una forma sencilla, económica e independiente.

Sistema “Todo Terreno”
Sistema adaptable a cualquier clima y capacidad, sin importar que este sea muy frío, húmedo o caliente.
La incorporación de una caldera dota a la instalación a su vez del suministro de agua caliente sanitaria.
El sistema está basado en el ejemplo “básico” al cual según interese se pueden acoplar otras fuentes de energía así como otros tipos de elementos terminales como fancoils.
1. Una caldera para producción de agua caliente sanitaria, puede complementar a la bomba de calor en temperaturas muy bajas. Esto permite trabajar con bombas de calor ajustadas a las necesidades de refrigeración y asegurar en todo momento el menor consumo y un funcionamiento óptimo en cualquier circunstancia.
2. Los fancoils del tipo mural, techo-suelo, conductos, etc.. aseguran no sólo el funcionamiento cualesquiera que sean las condiciones exteriores, sino también una rápida puesta a régimen de la instalación, combinando rapidez y confort.

Sistema “Todo Eléctrico”
Este sistema permite cubrir todas las necesidades de una vivienda de una forma limpia, ecológica y de muy bajo costo de funcionamiento.
La Bomba de Calor se selecciona para las necesidades totales de calefacción y refrigeración, más el porcentaje que se desee de apoyo al sistema de captación solar para el Agua Caliente Sanitaria.
Estos captadores como mínimo deben de cubrir una buena parte de la demanda de A.C.S en épocas invernales, la bomba de calor apoyará a este sistema en caso de necesidad.
En época estival, la bomba de calor funcionará en refrigeración y los captadores solares proveerán del A.C.S.

Solución completa
Esta solución esta pensada para cubrir todas las necesidades de una vivienda unifamiliar o chalet, incluyendo el calentamiento de piscina, con el mínimo gasto de funcionamiento y una puesta en régimen muy rápida.
· La Bomba de calor se seleccionada para cubrir las necesidades de refrigeración, cuando funciona en calefacción puede recibir energía tanto de la caldera como de los captadores solares.
· Los captadores solares, estarán diseñados para cubrir las necesidades de A.C.S. y dar servicio a la calefacción o al calentamiento de la piscina, según las necesidades de cada momento.
· La caldera asegurará la demanda de A.C.S en cualquier momento y en caso de temperaturas muy bajas y siempre que la bomba de calor y los paneles solares no sean insuficientes complementará la energía necesaria en el
sistema en calefacción.
· Opcionalmente:
- Los radiadores y/o toalleros de baja temperatura funcionarán exclusivamente en invierno para apoyar al suelo radiante.
- Los fancoils del tipo mural, techo-suelo, conductos, etc.. aseguran no sólo el funcionamiento cualesquiera que sean las condiciones exteriores, sino también una rápida puesta a régimen de la instalación, combinando
rapidez y confort.

7.11.11

INSTALACIONES DE REFRIGERACIÓN SOLAR POR ABSORCIÓN: ANÁLISIS Y SIMULACIÓN DINÁMICA

Resumen. A pesar de ser España uno de las países de la UE con mayor recurso solar en base anual, la gran variación estacional en la disponibilidad de radiación solar y el periodo relativamente corto de la demanda de calefacción, dificultan alcanzar significantes penetraciones de la energía solar térmica en la cobertura de la demanda de calefacción de los edificios, comprometiendo la viabilidad económica de grandes superficies de captación per cápita, e introduciendo complicaciones técnicas para dispar el exceso de energía disponible en los meses de verano. Por otro lado, en gran parte del territorio español, para mantener unas condiciones adecuadas de bienestar en los edificios, la demanda energética para refrigeración es más importante o del mismo orden que la demanda de calefacción. Por tanto, si queremos conseguir contribuciones significativas de la energía solar a la cobertura de la demanda energética de los edificios, yendo más allí de las pequeñas contribuciones auspiciadas por las Ordenanzas Solares y el Código Técnico de la Edificación, es necesario emplear el aporte solar para cubrir parte de la demanda de refrigeración solar, con lo cual se hace viable al mismo tiempo una mayor cobertura de la demanda de calefacción. Sin embargo, las instalaciones de refrigeración solar presentan peculiaridades respecto a las más conocidas de ACS, e incluso respecto a las de calefacción, que requieren incorporar un mayor grado de detalle y consideraciones adicionales en los procesos de dimensionado y evaluación de actuaciones. En este artículo presentamos algunas conclusiones obtenidas a partir de la simulación dinámica detallada con TRNSYS de algunas de las primeras instalaciones comerciales de climatización solar recientemente implementadas en España.
1. INTRODUCCIÓN
La demanda energética para refrigeración con el fin de alcanzar unas condiciones de confort aceptables en verano y parte de la primavera y otoño constituye en nuestro país una componente muy importante de la demanda energética potencial para la operación de los edificios. Hasta la fecha, la internalización de esta demanda energética es muy limitada, de tal forma que los edificios se diseñan prácticamente sin consideraciones ni exigencias normativas alguna al respeto (NBE CT79), e incluso en el próximo Código Técnico de la Edificación las exigencias relativas a las condiciones de refrigeración son considerablemente más limitadas que las asociadas a la temporada de calefacción. Las demandas energéticas para calefacción y producción de ACS, como exigencias más primarias de bienestar, se encuentran prácticamente desarrolladas, pero el consumo energético del sector de la edificación en nuestro país es de esperar que siga creciendo desde sus niveles considerablemente inferiores a los del resto de países de la UE hasta valores del mismo orden o superiores a medida que los requerimientos de confort en temporada de refrigeración vayan incorporándose a las exigencias de la población.
A lo largo de los últimos años estamos ya asistiendo a una rápida proliferación de equipos de aire acondicionado por compresión mecánica de vapor. Estos equipos de aire acondicionado unifamiliares están generalmente destinados a satisfacer las necesidades de confort sólo en una de las estancias de la vivienda, y además del impacto sobre la capa de ozono asociado al uso de hidrocarburos halogenados como fluidos de trabajo, tienen un bajo rendimiento energético asociado tanto a su pequeño tamaño como a que fueron desarrollados en los años 80 con bajos requerimientos de eficiencia energética. De hecho, a pesar de una limitadísima cobertura de la demanda energética para mantener unas condiciones de confort adecuadas en todo el edificio, con el grado de penetración actual de estos equipos de aire acondicionado, su impacto sobre nuestro sistema energético ya hace unos cuantos años que se está dejando sentir con mucha fuerza mediante unas puntas de demanda muy acusadas, provocando picos de potencia demandada que en los últimos años (2002, 2003 y 2004) están haciendo llegar hasta el límite de sus posibilidades a las redes eléctricas de transporte y distribución en algunas zonas de nuestro país (apagones en zonas levante y sur) y provocando incrementos del precio de la electricidad en el mercado.
En nuestro país hay un abundante recurso solar (1200 – 1800 kW.h/m2-año), pero sin embargo, la fuerte variación estacional de dicho recurso y el gran desfase existente entre la disponibilidad del mismo y la demanda energética de los conceptos internalizados en la edificación (calefacción y ACS), hacen que difícilmente queden justificados técnicoeconómicamente grandes porcentajes de cobertura de la demanda energética mediante energía solar, conduciendo al aparente sin sentido de que en países como Alemania con un recurso solar muy inferior al nuestro (900 – 1300 kW.h/m2-año) proliferen sistemas solares con una fracción solar muy superior a los de nuestro país.
La superficie de colectores solares instalada en nuestro país, a pesar del significativo incremento experimentado desde 1998 para alcanzar en el año 2003 valores ligeramente superiores a los 0,014 m2/habitante, sigue siendo muy inferior al objetivo nacional del Plan de Fomento (Ministerio Industria y Tecnología, IDAE, Diciembre 1999) de 0,12 m2/habitante para el año 2010 y de los escenarios de (ESTIF, 2003) que para el año 2015 establecen 0,15 – 0,30 m2/hab, y quedan abismalmente alejadas de los potenciales de superficie a instalar en nuestro país, cifrados en 0,64 m2/habitante por (Ministerio Industria y Tecnología, IDAE, Diciembre 1999) y en 2,70 m2/habitante por (ESTIF, 2003).
Las Ordenanzas Solares que actualmente están floreciendo en abundantes municipios de nuestro país, así como las exigencias en cuanto a la energía solar térmica del próximo Código Técnico de la Edificación, proporcionarán sin duda un fuerte impulso a esta tecnología, pero con todo, al estar limitadas al uso de la tecnología para cubrir parcialmente la demanda de ACS siguen representando un porcentaje pequeño de la demanda energética del edificio, que en el caso de considerar la demanda de calefacción y refrigeración queda limitado al 4 – 8 %, valor muy bajo al compararlo con la abundancia del recurso solar disponible.
El uso de la energía solar para refrigerar presenta la ventaja de que el recurso solar y la demanda energética se encuentran en principio mucho mejor acoplados que el recurso solar y la demanda energética para calefacción.
Además, puesto que la refrigeración mediante sistemas de absorción requiere de un aporte de energía térmica, al igual que la cobertura de ACS y calefacción, y puesto que tanto la punta como el consumo energético total para refrigeración son en muchos emplazamientos de nuestro país elevados, los sistemas de refrigeración solar con máquina de absorción permiten en principio justificar desde un punto de vista técnico-económico la instalación de superficies solares muy superiores al mejorar la utilización anual del sistema solar. Por tanto, además de poder cubrir con energía solar parte de la demanda de refrigeración, este tipo de sistemas con mayor superficie instalada permiten así mismo una cobertura considerablemente superior de la demanda energética para calefacción, conduciendo por tanto a un incremento muy importante de la fracción de energías renovables a la demanda energética del sector de la edificación.
El interés en el uso de la energía solar para alimentar máquinas refrigerantes de absorción ha estado presente desde hace mucho tiempo (Tabor H.Z., 1962) a nivel conceptual, si bien se intuía una limitada penetración en los sistemas de climatización dado el predominio de los sistemas de compresión de vapor. En un principio (Chung R., Duffie J.A., Löf G.O.G., 1963) se exploraron las posibilidades del sistema adaptando máquinas convencionales alimentadas por vapor para poder operar con el agua caliente producida por el campo solar, así como analizando las condiciones de diseño y operación de las máquinas de absorción destinadas a operar con energía solar (Duffie J.A., Sheridan N.R., 1965). A raíz de las crisis de petróleo, cobró interés el uso de la refrigeración solar por absorción para climatización en los países desarrollados (Tabor H.Z., 1982) y empezaron a proliferar análisis teóricos (Butz L.W., Beckman W.A., Duffie J.A., 1974) más detallados, apareciendo los primeros sistemas con un marcado carácter experimental y demostrativo (Oonk R.L., Beckman W.A., Duffie J.A., 1975), (Ward D.S., Löf G.O.G., 1975) y (Karaki S., Brisbane E., Löf G.O.G., 1984). En nuestro país las instalaciones de carácter experimental-demostrativo son más recientes (Izquierdo M., et al., 1997), pero en los últimos años hemos podido asistir a un despegue de las instalaciones comerciales para refrigeración solar (Ajona-Maeztu J.I., 2003), (Garcia-Casals X., 2002, Enero 2004, Marzo 2004).
2. ACOPLAMIENTO SUBSISTEMA SOLAR Y MÁQUINA ABSORCIÓN
La elección para una aplicación dada de la combinación del tipo de campo de colectores solares y máquina de absorción depende de las actuaciones del acoplamiento entre ambos. El planteamiento clásico para expresar este acoplamiento consiste en el análisis de una aproximación del rendimiento de conversión total del sistema de refrigeración solar obtenida como producto del rendimiento del campo solar y el COP de la máquina de absorción en condiciones nominales (Ajona-Maeztu J.I., 2003), (Cámara-Zapata J.M., et al, 2004), que en ocasiones se denomina COP solar o global (COPsolar = COPN hcs). Puesto que el rendimiento del campo solar decrece con la temperatura de operación y el COP de la máquina de absorción habitualmente aumenta con la temperatura de alimentación al generador, existe una temperatura óptima de operación que maximiza el rendimiento global de conversión de la energía solar en energía refrigerante. En la Fig.1 mostramos los resultados del análisis de este tipo para el acoplamiento de colectores solares planos y de tubos de vacío con una máquina de absorción de simple efecto.

Figura 1 - Acoplamiento en condiciones de diseño reguladas del campo solar y una máquina de absorción comercial de simple efecto (H2O-BrLi) refrigerada por torre, en función de la temperatura de entrada del agua caliente en la máquina de absorción para dos tipos de colectores solares. El colector-A es un colector plano selectivo, y el colector-B es un colector de tubos de vacío. IT = irradiación solar en plano colector; Ta = temperatura ambiente ; f = humedad realtiva ; q = ángulo de incidencia.

La temperatura óptima de operación deducida de este tipo de análisis no es una constante, sino que depende de variables como la temperatura ambiente, humedad ambiente, irradiación solar sobre colectores y ángulo de incidencia de la radiación directa, que se modifican significativamente a lo largo de la operación del sistema de refrigeración solar. Por tanto, el operar el sistema de refrigeración solar en las condiciones óptimas deducidas del análisis simplificado anteriormente comentado exigiría de la presencia de un sistema de control del sistema solar con una sofisticación considerablemente superior a la de los sistemas de control habitualmente empleados, por lo que en la práctica, las instalaciones reales no operan a esta temperatura óptima.
Estas consideraciones estáticas aproximadas del acoplamiento entre el campo solar y la máquina de absorción presentan serias deficiencias que las invalidan para valorar el comportamiento real de la instalación. Por un lado, como ya hemos indicado, la ausencia de un sistema de control que modifique la temperatura de operación para funcionar continuamente en las condiciones de máximo COPsolar, hacen que el valor estacional de este parámetro se aparte del óptimo. Por otro lado, en ausencia de regulación del flujo másico por el campo solar, el acoplamiento directo del campo solar con la máquina de absorción conduciría a temperaturas de operación superiores a las correspondientes al valor óptimo mostrado, dado que para estas condiciones el salto de temperaturas en el campo solar es típicamente superior al experimentado en la máquina de absorción. Además, en el sistema real intervienen elementos adicionales que escapan al análisis simplificado del acoplamiento anteriormente presentado (depósito de almacenamiento, tuberías con sus pérdidas térmicas, sistema de control, ), y que por las peculiaridades de las instalaciones de refrigeración solar por absorción tienen por lo general un peso considerablemente superior en las actuaciones finales del sistema que en las instalaciones termosolares convencionales de baja temperatura.
3. PECULIARIDADES REFRIGERACIÓN SOLAR POR ABSORCIÓN
El análisis estático aproximado del acoplamiento entre el subsistema solar y la máquina de absorción tiene limitaciones muy importantes, lo cual, añadido al hecho de que las instalaciones de refrigeración solar por absorción presentan una serie de peculiaridades diferenciales respecto a las otras instalaciones solares, hace que las actuaciones estacionales de estas instalaciones (que son las que realmente tienen interés desde un punto de vista práctico), así como las estrategias adecuadas de operación de las mismas, no puedan determinarse mediante análisis simplificados del estilo de los empleados en las aplicaciones termosolares convencionales de baja temperatura.
El acoplamiento real entre el campo solar y la máquina de absorción, y por tanto el COPsolar realmente alcanzado a nivel estacional, depende de las estrategias de operación de cada uno de ellos, de la operación a carga parcial de los equipos, del comportamiento del depósito de almacenamiento térmico situado entre ellos, de la evolución temporal de la carga refrigerante, y en su caso del depósito de almacenamiento de frío entre máquina de absorción y carga, todo ello además afectado por las pérdidas térmicas desde depósitos y tuberías y los consumos eléctricos para mover los fluidos de trabajo por el sistema. La correcta valoración de estos aspectos y su interrelación sólo puede realizarse de forma adecuada mediante una simulación dinámica del sistema extendida a toda su temporada de operación (anual si es un sistema de climatización total), introduciendo para ello los parámetros adecuados para valorar las actuaciones del sistema (García-Casals X., diciembre 2002, enero 2004, marzo 2004). En la Fig.2 mostramos la evolución temporal de temperaturas características al principio de la temporada de refrigeración de una reciente instalación comercial en Murcia, mientras que en la Fig.3 mostramos algunas actuaciones de otra reciente instalación comercial en Sevilla, ambas evaluadas con TRNSYS.
Veamos algunas de las peculiaridades de los sistemas de refrigeración solar que es preciso tener en cuenta y que justifican la divergencia entre las actuaciones reales de los mismos y las estimadas mediante métodos aproximados:
* Dadas las elevadas temperaturas de operación de la carga, las limitaciones en la presión de funcionamiento del campo solar, y el pequeño salto térmico en la máquina de absorción, la capacidad de almacenamiento térmico aprovechada en la temporada de refrigeración es muy limitada, lo cual hace que la fracción solar alcanzada por el sistema esté muy directamente relacionada con el múltiplo solar empleado en el diseño de la instalación.
* Para conseguir un desacoplamiento térmico significativo entre campo solar y máquina de absorción sería preciso recurrir a capacidades de almacenamiento muy superiores a las de los sistemas termosolares convencionales de baja temperatura, que resultan difíciles de justificar fuera de la temporada de refrigeración.
* Las bajas fracciones solares en temporada de refrigeración alcanzadas con diseños limitados por la temporada de calefacción, junto con el elevado nivel térmico de operación en temporada de refrigeración, hacen que los rendimientos de carga del depósito alcancen valores muy inferiores a los de aplicaciones convencionales. Esto se puede ver seriamente agravado por determinadas estrategias de control que conduzcan a elevados tiempos de residencia del fluido caloportador en las tuberías. Por el mismo motivo, el nivel de aislamiento térmico de las tuberías y depósito, así como la distribución de las tuberías adquiere una mayor relevancia que en otras instalaciones.
* Las elevadas temperaturas de operación, los modos de operación del sistema, la frecuente operación a carga parcial de la máquina de absorción, la naturaleza de la carga refrigerante y las condiciones dinámicas del acoplamiento entre el campo solar y la máquina de absorción a través del depósito de almacenamiento hacen que haya una gran diferencia entre las actuaciones instantáneas y estacionales del sistema.
* La complejidad hidráulica de los esquemas de funcionamiento, junto con los elevados caudales a mover en las instalaciones de refrigeración solar por absorción, hacen que los consumos parásitos para mover los distintos fluidos de trabajo del sistema adquieran una gran importancia, exigiendo un cuidadoso diseño y operación para conseguir un impacto positivo del esquema de refrigeración solar en cuanto a la fracción total de energía renovable para satisfacer la carga. En efecto, los excesivos consumos eléctricos en esquemas diseñados sin estas consideraciones, pueden llegar a invalidar desde un punto de vista global el impacto positivo de la instalación en cuanto a su contribución a reducir el consumo energético de fuentes de energías no renovables.
* A pesar de lo mucho que se insiste entre lo favorable del acoplamiento entre el recurso solar y la demanda energética de refrigeración, las peculiaridades del sistema de refrigeración solar y la naturaleza de la carga de refrigeración pueden hacer que la situación real se aparte significativamente de estas condiciones, y con ello las actuaciones esperadas del sistema. Las instalaciones de refrigeración de edificios del sector servicios operan fundamentalmente durante los días laborables. Las elevadas temperaturas de operación y la consecuentemente baja capacidad de almacenamiento térmico del sistema hacen que en los fines de semana rápidamente se cargue del todo el depósito, permaneciendo con un elevado nivel térmico y obligando a disipar gran parte de la energía solar que podría aportar el campo de colectores durante este periodo, conduciendo a rendimientos estacionales del mismo muy inferiores al rendimiento esperado en condiciones de diseño o al valorado mediante métodos convencionales de estimación de actuaciones. Posteriormente, durante los días laborables, el reducido múltiplo solar al que puede conducir un proceso de dimensionado convencional de la instalación hace que el depósito se descargue rápidamente limitando fuertemente el aporte solar a la carga durante estos días. Esta dinámica puede apreciarse claramente en la Fig.2.

Figura 2- Evolución de temperaturas características (en una reciente instalación comercial de climatización solar en Murcia) durante la última semana de la temporada de calefacción y las tres primeras de la temporada de refrigeración


Figura 3 – Evolución mensual a lo largo de la temporada de refrigeración de la fracción solar (SF) y el factor de carga parcial de la máquina de absorción (FCP) de una instalación comercial de climatización solar recientemente instalada en Sevilla.

4. NECESIDADES DESARROLLO MÁQUINAS ABSORCIÓN
Como hemos comentado, los sistemas de refrigeración por absorción solar tienen el potencial de jugar un importante papel tanto al desarrollo del potencial de superficie instalada de colectores solares en nuestro país como a la cobertura del consumo energético con fuentes de energía renovable en un sector tan significativo para el país como es el de la edificación.
Sin embargo, para ello es preciso que el equipo fundamental de estos sistemas, la máquina de absorción, esté a la altura de las circunstancias. Y lo cierto es que en la actualidad este equipo sigue presentando una serie de limitaciones importantes que le pueden hacer perder su oportunidad histórica de ocupar este nicho tecnológico. Veamos algunas de las limitaciones que persisten para el desarrollo del mercado de refrigeración solar por absorción:
* Costes excesivos de los equipos de refrigeración por absorción, especialmente en los niveles de potencia relevantes para su aplicación al sector de la edificación
* Falta de disponibilidad comercial de máquinas de absorción apropiadas para aplicaciones solares (alimentadas por agua) en el rango de potencias relevantes para las aplicaciones de climatización en el sector de la edificación.
* Dependencia de la torre de refrigeración para disipar la energía residual de las máquinas de absorción en la mayoría de aplicaciones.
* Limitación de reversibilidad para poder operar la máquina de absorción como bomba de calor en la temporada de calefacción.
* Disponibilidad de una caracterización experimental adecuada de las actuaciones de la máquina de absorción en condiciones distintas a las de diseño y a carga parcial.
De no apresurarse en la resolución de estas limitaciones, la tecnología de refrigeración solar por absorción puede ver cómo pierde este nicho de mercado frente a otras tecnologías.
Existen otras opciones de refrigeración basadas en la energía solar. Una de las que actualmente pueden resultar más interesantes en nuestro país es el uso de equipos de aire acondicionados de ciclo de compresión alimentados con electricidad procedente de centrales termosolares. En efecto, la necesidad de introducir criterios de sostenibilidad en nuestro sistema de generación eléctrica junto con el gran potencial de la tecnología termosolar y el momento especialmente favorable para el desarrollo de la misma (García-Casals X., otoño 2004) hacen de esta opción tecnológica una opción interesante para cubrir la demanda energética de refrigeración de nuestros edificios.
Ante la disponibilidad de diversas tecnologías, la opción finalmente adoptada, además de con la disponibilidad tecnológica, estará estrechamente relacionada con los costes de la unidad de refrigeración proporcionada. En la Fig.4 mostramos el coste normalizado de la unidad de refrigeración de una instalación de refrigeración solar basada en olectores planos y máquina de absorción de simple efecto en función de la fracción solar proporcionada por la misma. En la misma figura aparecen los costes asociados al uso de equipos de aire acondicionado por compresión de vapor (tecnología actual con COP = 3 y opción de mejora tecnológica con COP = 5) alimentados con electricidad generada en centrales termosolares. Como podemos ver, los costes significativamente inferiores de esta segunda opción introducen serias restricciones al desarrollo de la tecnología de absorción a no ser que se mejoren los costes de la misma, que para bajas fracciones solares están dominados por los costes de la máquina de absorción mientras que para fracciones solares mayores están dominadas por los costes de los colectores solares.

Figura 4 - Coste normalizado (interés del dinero = 6 % ; Tasa inflación = 3 % ; Periodo análisis económico = 20 años) de la unidad de energía de refrigeración en un sistema solar con máquina de absorción de simple efecto y colectores planos en función de la fracción solar alcanzada por el sistema (asociada al múltiplo solar de diseño empleado), asumiendo que todo el coste de la instalación solar recae sobre la aplicación de refrigeración. Se muestra también los costes de la unidad de refrigeración de sistemas solares basados en electricidad de centrales termosoalres y sistemas de refrigeración por compresión mecánica de vapor con distintos COP. Se ha considerado un coste normalizado de producción de la electricidad termosolar de LEC = 25 c /kW.he con un sobre-coste para el usuario del 15 %.

5. CONCLUSIONES
La refrigeración solar por absorción constituye una alternativa tecnológica interesante para cubrir la creciente demanda energética de climatización de nuestros edificios con criterios de sostenibilidad. Además presenta ventajas adicionales como evitar el uso de los fluidos refrigerantes a base de hidrocarburos halogenados dañinos para la capa de ozono y permitir alcanzar mayores fracciones solares en la cobertura de la carga de calefacción en nuestro país.
Sin embargo, las peculiaridades de los sistemas de refrigeración solar requieren de un análisis considerablemente más detallado que los habitualmente desarrollados en las aplicaciones solares de baja temperatura convencionales para evaluar correctamente sus actuaciones estacionales y proceder al dimensionado y operación adecuados de los mismos.
Por otro lado, en la actualidad persisten ciertos puntos pendientes de resolución por el lado de los fabricantes de máquinas de absorción que dificultan el desarrollo de esta aplicación, y que de no resolverse en breve pueden conducir a que otras opciones de refrigeración solar, como la basada en equipos convencionales de compresión mecánica de vapor alimentados con electricidad de centrales termosolares, acaben ocupando este nicho tecnológico, desplazando quizás definitivamente a la tecnología de refrigeración por absorción. En concreto, se requiere una significativa reducción de costes tanto del sistema de absorción (máquina de absorción y sistema de disipación de energía residual) como de los colectores solares para alcanzar costes de la unidad de energía refrigerante competitivos con otras opciones basadas en energías renovables.

Xavier García Calals. Universidad Pontificia Comillas, ETSII del ICAI, Departamento de Fluidos y Calor.

4.11.11

SUELO RADIANTE/REFRESCANTE

La calefacción por suelo radiante se viene empleando desde la antigüedad. En un inicio, consistía en canalizar los humos de la combustión bajo el suelo con el fin de elevar su temperatura y aportar calor al local.
Posteriormente, ya a mediados del siglo pasado, comenzaron a emplearse nuevas instalaciones que se basaban en el transporte de agua caliente por el interior de una serie de tubos embebidos en el suelo de la vivienda.
Este tipo de instalación se vio acompañada de innumerables inconvenientes debidos a la corrosión de los tubos de metal y a los insuficientes niveles de aislamiento de las viviendas.
En la actualidad, el desarrollo de los materiales plásticos para la conducción de agua, la mejora de los niveles de aislamiento y la posibilidad de regular correctamente las instalaciones permite a
los usuarios disfrutar de unos niveles de confort excelentes mediante la climatización por suelo radiante/refrescante.
Ventajas
· La climatización por suelo radiante ofrece unas condiciones de máximo confort, y ello se debe a los siguientes factores:
- Hay una distribución uniforme de temperaturas con lo que se eliminan las zonas excesivamente frías o calientes y se genera una emisión o absorción de calor muy uniforme en todo el local.
- Se eliminan las corrientes de aire, motivo de gran nivel de disconfort.
- Se dispone de un ambiente muy saludable al eliminarse las corrientes de aire que remueven el polvo y causan problemas entre las personas alérgicas, asmáticas, etc.
· La superficie del suelo pasa a ser el elemento emisor, con lo que se evitan los problemas que suelen originar otro tipo de elementos emisores en lo que a decoración se refiere.
· Es la instalación ideal en locales con techos elevados puesto que se mantienen las condiciones de confort en la zona de ocupación.
· Se reduce el coste energético de la instalación, ya que permite trabajar con temperaturas inferiores en calefacción y superiores en refrescamiento con grado de confort equivalente.
· Es una instalación silenciosa, debido a la ausencia de radiadores y a las características propias de la tubería de polibutileno.
Funcionamiento

La calefacción por suelo radiante consiste básicamente en la emisión de calor por parte del agua que circula por tubos embebidos en la losa de hormigón que constituye el suelo. De esta forma conseguimos una gran superficie como elemento emisor de calor. En los meses frios, a una temperatura en torno a los 35-40oC, el agua recorre los tubos que cubren el suelo y aporta el calor necesario para calefactar la vivienda.
Existe asimismo la interesante posibilidad de emplear este tipo de instalación para una climatización integral, proporcionando calefacción en invierno y refrescamiento en verano. De este modo en los meses cálidos haremos circular agua en torno a 15oC por la instalación, que absorberá el exceso de calor del local y proporcionará una agradable sensación de frescor.
Se trata de un tipo de instalación especialmente indicado para la climatización de viviendas, oficinas y en general locales de baja carga latente. Su aplicación es óptima en locales de altura importante ya que proporciona climatización en el volumen ocupado por el cuerpo humano, consiguiendo importantes ahorros.
Componentes de la Instalación
Una instalación de climatización por suelo radiante/refrescante se compone del generador, los elementos necesarios para la distribución del fluido y la regulación.

Generadores
Los sistemas de suelo radiante/refrescante optimizan la utilización de generadores de la máxima eficiencia energética, con lo que se disminuye el consumo, se reduce la emisión de contaminantes a la atmósfera y se respeta el medio ambiente. La integración de bombas de calor aire agua, en combinación con calderas de condensación y captadores solares térmicos aportan soluciones para una climatización integral.
Bomba de Calor Aire-Agua
La Bomba de Calor tipo Aire-Agua es el aparato ideal para una instalación de suelo radiante ya que permite la integración de la calefacción y la refrigeración en un mismo aparato.
La Bomba de Calor Aire-Agua es una máquina cuyo propósito es el de refrigerar y/o calentar un líquido, generalmente agua, mediante el cual se climatiza una instalación.
Este sistema permite disponer de temperaturas independientes en cada uno de los locales climatizados y con ello obtener el mayor confort a la vez de conseguir el consumo mas ajustado.
Estas máquinas son combinables con diferentes sistemas de generación de calor como calderas y captadores solares.

Funcionamiento
El funcionamiento de una bomba de calor es el mismo que el de cualquier aparato de refrigeración, salvo que el ciclo de funcionamiento es reversible, eso quiere decir que al invertir el flujo de refrigerante, pasa de refrigerar a calentar.
· En verano absorbemos el calor que lleva el agua que entra al intercambiador de placas y lo cedemos al aire exterior mediante la batería exterior, de esta forma enfriamos el agua.
· En invierno absorbemos el calor que hay en el exterior (hasta – 273oC que es el 0 absoluto todo es cantidad de calor) y este calor se lo cedemos mediante el intercambiador de placas al agua, de esta forma calentamos el agua.
Una vez tenemos el agua fría o caliente y mediante una o varias bombas de agua, la llevamos al los diferentes aparatos terminales; fancoils (murales, techo, suelo, conductos cassette), suelo radiante, etc. De esta forma refrigeramos o calentamos la/s estancias.
Selección de la Bomba de Calor
Es práctica muy usual determinar la capacidad de la bomba de calor mediante los datos de catálogo, esto es un grave error, los datos suministrados por los fabricantes en los catálogos son a una determinada temperatura y puede no coincidir esta con la temperatura exterior de proyecto.
Las condiciones en las cuales los fabricantes dan las capacidades en los catálogos comerciales son:

Por ello la selección se debe realizar siempre mediante los datos ofrecidos por los fabricantes en la documentación técnica y a la temperatura de proyecto. En este tipo de documentación vienen las capacidades y consumos a diferentes temperaturas exteriores e interiores.
Las bombas de calor Saunier Duval, son perfectamente válidas para trabajar hasta temperaturas de -10oC de temperatura exterior, incluso inferiores. Para ello tan sólo es necesario seleccionar adecuadamente la máquina, en las condiciones externas de trabajo determinadas en el proyecto.
En el caso de disponer de una fuente de calor suplementaria, es posible seleccionar la Bomba de Calor para cubrir las necesidades en refrigeración y ocasionalmente suplementar la capacidad de la bomba con esa fuente de energía.
En el caso de ser eléctrica la fuente suplementaria, esta no debe superar 1,2 veces el consumo de compresor/es.

Ahorro energético
En el suelo radiante/refrescante se trabaja con unas temperaturas ideales para una bomba de calor. Las bajas temperaturas de impulsión de agua en invierno (entre 35oC y 45oC) y altas temperaturas en verano (entre 12oC y 16oC) permiten no sólo ahorrar en energía, sino que también confieren una mayor capacidad a la máquina, véase la tabla 1.
De esta forma una instalación equipada con Bomba de calor permite disponer de climatización al menor coste energético, inclusive con apoyos de otros tipo de energía como gas, electricidad, gasóleo, etc..
Ejemplo: Estudio comparativo de costo anual de calefacción para una vivienda en Madrid

Medio ambiente
Todo ahorro energético, aparte del aspecto económico, conlleva un mayor respeto al medio ambiente.
La Bomba de Calor conjuntamente con un buen aislamiento térmico nos permitirá ahorrar, participar en la consecución del tratado de Kyoto y mejorar el medio ambiente.
Las Bombas de Calor aire-agua comparadas con otros sistemas de bomba de calor, como por ejemplo los sistemas aire-aire, precisan de una menor carga de refrigerante y muchísimas menos posibilidades de fugas del mismo. En consecuencia esto genera un menor impacto medio ambiental, tal y como se demuestra en la siguiente fórmula:

Instalación
Las bombas de calor aire-agua comparadas con sistemas aire-aire:
· No requiere de materiales y herramientas diferentes a las usualmente utilizadas en el mundo de la calefacción.
· La tuberías pueden ser del material mas cómodo para el instalador y las bombas de calor Saunier Duval se entregan “plug and play” (conectar y funcionar).
· No existen límites ni distancias mínimas entre los diferentes elementos que conforman la instalación.
· Confieren una mayor libertad a la hora de diseñar una instalación. Las bombas de calor aire-agua, requieren del mínimo manteniendo para su funcionamiento, al no disponer para su trabajo de quemadores, chimeneas, combustibles, así como de refrigerantes y aceites a lo largo de la instalación, etc.
Mantenimiento
Al no precisar para el mantenimiento de personal altamente cualificado, y en general de elementos exclusivos para el funcionamiento, su mantenimiento es rápido y económico.
Dada su sencillez y compatibilidad con todo tipo de generadores, controles y elementos terminales de cualquier tipo, las modificaciones, ampliaciones, reformas, etc. de las instalaciones no presentan los problemas que originan otros sistemas.
Distribución
El fluido portador es distribuido a los circuitos emisores mediante colectores de ida y retorno a los que se conectan. El conjunto colector incorpora una serie de elementos:
· Purgadores para extraer el aire contenido en la red de tuberías que dificulta la circulación del agua y disminuye la transmisión de calor.
· Válvulas de llenado y vaciado.
· Válvulas manuales en el colector de ida que permiten abrir o cerrar el paso de agua a los circuitos en función de la temperatura alcanzada en el local, con la posibilidad de automatización mediante un termostato ambiente para zonificación de temperaturas.
· Reguladores de caudal de lectura directa que permiten ajustar fácilmente el caudal adecuado en cada circuito.
· Termómetros, tanto en la ida como en el retorno, para comprobación visual de las temperaturas del sistema.

Elemento emisor
En la imagen vemos la disposición de los componentes del elemento emisor que se describen a continuación.

Tubo
El tubo es el elemento principal. Es el encargado de transportar el agua a través de la instalación para la transmisión del calor.
El polibutileno (PB) es, entre todos los materiales plásticos empleados en canalizaciones, el termoplástico que mejor se adapta al diseño y ejecución de las instalaciones de suelo radiante gracias a su flexibilidad y comportamiento a largo plazo.
En comparación con otros materiales plásticos, el PB presenta un reducido módulo de elasticidad que permite una mayor facilidad de instalación del material así como una menor dilatación térmica que genera unas tensiones tan reducidas que son perfectamente absorbidas por el material.
Por otra parte, y en concordancia con la norma EN 1264, se recomienda el empleo de tubos con capa de barrera de oxígeno. De este modo, se reduce el aporte de oxígeno al agua, lo que protege de la corrosión a los componentes metálicos de la instalación, evitándose así futuros problemas de funcionamiento en la instalación.
El tubo de polibutileno sistema Hep2O® de Saunier Duval con barrera de oxígeno, en rollos sin memoria de uso exclusivo para instalaciones de suelo radiante/refrescante es idóneo para esta aplicación dada su extraordinaria flexibilidad que facilita y agiliza su instalación. Por otra parte, la capa de barrera de oxígeno, interna en el tubo, queda totalmente protegida durante el proceso de instalación.
La distribución del tubo puede ser en serpentín o espiral, siendo esta última disposición la recomendada ya que permite una mayor uniformidad en la distribución del calor así como una mejor homogeneidad de temperaturas. En cualquier caso, deben respetarse siempre los radios de curvatura mínimos definidos para el tubo, que en el caso de tubo de polibutileno es ocho veces su diámetro.
Para la aplicación de suelo radiante/refrescante, se recomienda la utilización de tubo de diámetro exterior 20 mm con una distancia máxima entre tubos de 150 mm. De este modo dispondremos de una temperatura homogénea sobre la superficie del suelo y unas pérdidas de carga asumibles en la instalación.
Materiales aislantes
La capa de aislamiento sobre el forjado evita que el calor desprendido por los tubos se transmita hacia la planta inferior.
La resistencia térmica de este material aislante permite maximizar esa transmisión de calor hacia el local ubicado por encima de ella. La colocación de estas placas aislantes debe efectuarse de modo que las juntas entre los paneles no estén alineadas unas con otras.
La banda de zócalo perimetral se sitúa a lo largo de las paredes permitiendo el movimiento de la placa y evitando las pérdidas de calor en el perímetro del local. El babero plástico adherido a ella se coloca sobre las planchas aislantes, de modo que se impida cualquier filtración de mortero entre el zócalo y las planchas. La parte superior del zócalo perimetral no debe cortarse hasta que se haya completado el recubrimiento del suelo.
La aplicación de este tipo de instalación requiere de unos niveles mínimos de aislamiento en la vivienda. Las temperaturas máximas, entre 29 y 35oC, y mínima de 19oC sobre la superficie del suelo determinan la capacidad máxima de emisión de calor en calefacción y absorción en refrigeración. Por este motivo, es requisito para la instalación el cumplimiento de los niveles de aislamiento requeridos por la NBE-Condiciones Térmicas en los Edificios.
Losa de mortero
La placa de mortero rodea a los tubos y almacena y transmite el calor cedido por el agua que circula a través de los mismos.
El espesor mínimo de esta capa por encima de los tubos, según indicación de la norma EN 1264 y por razones de ejecución, debe ser de 30mm como mínimo. Es recomendable el empleo de aditivos que fluidifican el hormigón, lo que permite un perfecto recubrimiento de los tubos y evita posibles bolsas de aire que afectan negativamente a la transmisión de calor.
Recubrimiento del suelo
Los sistemas de climatización por suelo radiante/refrescante permiten el empleo de cualquier tipo de pavimento, sin embargo, y como es lógico, su comportamiento ante la transmisión de calor diferirá en relación a los diferentes coeficientes de conductividad térmica.
Regulación de la Instalación
Los elementos de regulación de Saunier Duval constituyen una parte muy importante de la instalación. Los parámetros de funcionamiento deben ajustarse para optimizar el comportamiento de la instalación tanto desde el punto de vista del confort como del ahorro energético.
Las ventajas de la regulación son múltiples. Permite adaptar el funcionamiento de la instalación a las variaciones de las condiciones exteriores teniendo en cuenta la inercia propia de la instalación. Ajusta los parámetros al nivel de confort definido por el usuario. Controla la formación de condensaciones sobre la superficie del suelo, requisito importante en periodo de refrigeración.
Los elementos de regulación de Saunier Duval para una instalación de climatización por suelo radiante/refrescante permiten actuar sobre dos parámetros, la temperatura de impulsión del agua a la instalación y la temperatura ambiente.
Para la regulación de la temperatura de impulsión y control de condensaciones los componentes de la instalación son:
· Regulador de frío calor
· Válvula de 4 vías motorizada
· Sonda de temperatura de impulsión
· Sonda de temperatura exterior
· Sonda de temperatura superficial
· Control de temperatura/humedad relativa
En cuanto al control de la temperatura ambiente, los elementos son:
· Centralita de control vía radio
· Termostatos vía radio
· Antena
· Válvulas termoeléctricas
En primer lugar, la regulación de la temperatura de impulsión permitirá que ésta varíe considerando la influencia de los siguientes parámetros:
-Temperatura exterior
-Temperatura ambiente interior
-Temperatura superficial
-Temperatura de rocío interior para evitar el riesgo de condensaciones
La regulación de la temperatura de impulsión en función de la temperatura exterior permite obtener una respuesta del sistema más ágil ante variaciones en la temperatura exterior. Debe tenerse en cuenta que la inercia de la instalación es importante, ya que tenemos que calentar la losa de hormigón para que esta a su vez emita el calor a través de su superficie.
Funcionamiento en periodo de calefacción
La necesidad de calefacción en la instalación queda definida a través de la temperatura exterior, teniendo en cuenta el valor puntual medido y el valor acumulado. Cuando ambos parámetros caen por debajo de un valor fijado el regulador funciona en modo calefacción.

La temperatura del agua de impulsión a la instalación se adapta a la temperatura exterior a través de una curva de funcionamiento. Esta curva se selecciona en función de la temperatura de cálculo de la instalación y de la temperatura exterior mínima.
Existe la posibilidad de modificar la temperatura de impulsión a la instalación en función de la temperatura ambiente alcanzada en el local. De modo que, en periodo de calefacción la temperatura de impulsión se irá reduciendo a medida que la temperatura registrada en la habitación se aproxime al valor fijado como de confort.
La existencia de una sonda de temperatura superficial, generalmente ubicada sobre la losa de mortero y bajo el recubrimiento final del suelo, permite limitar la temperatura superficial tanto en periodo de calefacción como en refrescamiento.
El valor límite para la temperatura superficial se establece en 29oC en periodo de calefacción y en 19 oC en periodo de refrescamiento.
Funcionamiento en periodo de refrigeración
Para que el arranque de la refrigeración es necesario que se cumplan las siguientes premisas:
· la temperatura exterior acumulada debe superar el valor que se fija para este parámetro.
· la temperatura ambiente acumulada debe superar el valor que se fija para este parámetro.
· la temperatura ambiente actual debe superar la temperatura ambiente deseada.

En periodo de refrescamiento es fundamental, asimismo, controlar las condiciones higrométricas, temperatura y humedad relativa ambiente, de forma que la temperatura superficial no descienda por debajo de la temperatura de rocío y evitando de este modo la formación de condensaciones. En estas condiciones la temperatura mínima del suelo queda condicionada por la temperatura de rocío.
El control de condensaciones se efectúa a través de una sonda que registra continuamente la temperatura y humedad relativa en el local más representativo de la vivienda. A través de estos datos determina una temperatura de rocío (temperatura a la cual la humedad relativa alcanza la saturación y comenzaría la formación de condensaciones).
Dado que este valor de temperatura de rocío es calculado a la altura de la ubicación de la sonda, se establece un parámetro de desplazamiento en el regulador que permite obtener el valor correspondiente al nivel del suelo. El regulador impulsa agua a una temperatura de modo que la temperatura superficial correspondiente no sea inferior a la temperatura de rocío calculada en cada momento, evitando de este modo la formación de condensaciones sobre la superficie del suelo.
Tanto en periodo de calefacción como en periodo de refrigeración, la regulación de temperatura ambiente permite diferenciar distintas zonas de temperatura en la vivienda. De este modo, en cada local cuya temperatura deseemos establecer, ubicaremos un termostato vía radio y dispondremos de un número de circuitos. Sobre el colector de impulsión habremos colocado las correspondientes válvulas termoelétricas en la entrada a cada circuito. Estas válvulas termoelétricas se cablean a la correspondiente centralita de control. El termostato gobernará el funcionamiento de las válvulas termoeléctricas que le hayan sido asignadas en la centralita de control. Así, mientras el termostato no alcance la temperatura de consigna las válvulas correspondientes permanecerán abiertas, permitiendo la circulación de agua a través de los circuitos. Una vez alcanzada la temperatura deseada la válvula termoeléctrica cierra el paso de agua a los circuitos, reduciéndose inmediatamente el aporte de calor al local.